《Redis深度历险》学习笔记：位图

对于开关 / 签到类型的业务数据，可以考虑采用 bitmap（即位图）的数据结构进行存储

位图的最小单元是 bit，每个 bit 的取值只能是 0 或 1，如下图所示：

Redis 字符位顺序与其 ASCII 码二进制值位顺序相反，多个字符会自动扩容连接在一起：

set 整存，get 整取，setbit 零存，getbit 零取：

127.0.0.1:6379> set w he
127.0.0.1:6379> get w
"he"

127.0.0.1:6379> setbit s 1 1
127.0.0.1:6379> setbit s 2 1
127.0.0.1:6379> setbit s 4 1
127.0.0.1:6379> setbit s 9 1
127.0.0.1:6379> setbit s 10 1
127.0.0.1:6379> setbit s 13 1
127.0.0.1:6379> setbit s 15 1
127.0.0.1:6379> getbit w 4
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get s
"he"

bitcount 命令统计指定位置范围内 1 的个数。
eg. 统计签到天数。起始参数 [start, end] 为索引值，必须为 8 的倍数。

bitpos 命令查找指定范围内出现的第一个 0 或 1。
eg. 查找签到第一天。起始参数 [start, end] 为索引值，必须为 8 的倍数。

bitfield 可以一次操作多个位，子指令 get/set/incrby 都可以对指定位片段进行读写，参数 u 为无符号，参数 i 为有符号。

bitfield 处理上限为 64 个连续的位，否则需要执行子指令：

127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 0 get u3 2 get i4 0 get i3 2
1) (integer) 6     #index=0，无符号取 4 位
2) (integer) 5     #index=2，无符号取 3 位
3) (integer) 6     #index=0，有符号取 4 位
4) (integer) -3    #index=2，有符号取 3 位，注意负数的补码计算

Redis 的 integer 是有符号数，最大 64 位，不能传递 64 位无符号值，所以无符号值最大值为 63 位。

自增操作需要注意位数据溢出的问题：

• 无符号数自增溢出归零（eg. u127+1=0）
• 有符号数自增溢出变为最小负数（eg.i127+1=-128）

bitfield 提供另外两种溢出策略：

• 饱和截断 SAT：停留在最大/最小值。
• 失败不执行 FAIL：报错不执行。